重慶市萬州區(qū)天城團(tuán)石板滑坡發(fā)育特征及穩(wěn)定性評價

李永軍

(新疆地礦局第一水文工程地質(zhì)大隊，新疆 烏魯木齊 830091)

重慶市萬州區(qū)天城團(tuán)石板滑坡發(fā)育特征及穩(wěn)定性評價

李永軍

(新疆地礦局第一水文工程地質(zhì)大隊，新疆 烏魯木齊 830091)

在查明研究區(qū)滑坡地質(zhì)災(zāi)害基本地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，對區(qū)內(nèi)巖質(zhì)崩塌地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育特征進(jìn)行了總結(jié)和分析，并運(yùn)用極限平衡法對滑坡地質(zhì)災(zāi)害的穩(wěn)定性進(jìn)行了評價。研究結(jié)果表明：研究區(qū)位于長江左岸，微地貌屬枇杷坪滑坡的堆積地貌；該滑坡為一堆積層深層牽引式滑坡，后緣有拉裂縫，滑面基本貫通，滑坡處于強(qiáng)變形階段；根據(jù)評價結(jié)果，該滑坡在工況7條件下，滑坡整體均處于穩(wěn)定狀態(tài)；而在8工況條件下，滑坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。

萬州區(qū)；滑坡；發(fā)育特征；穩(wěn)定性評價

團(tuán)石板滑坡位于重慶市萬州天城區(qū)北東側(cè)的枇杷坪一帶，與萬州江南新區(qū)開發(fā)區(qū)隔江相望。東南側(cè)與巨魚沱滑坡相鄰，西南側(cè)與康家坡滑坡相接。行政區(qū)劃隸屬天城管委會枇杷坪辦事處。團(tuán)石板滑坡區(qū)為萬州區(qū)規(guī)劃并已開始實施的移民遷建區(qū)。本文在對研究區(qū)團(tuán)石板滑坡災(zāi)害野外實地調(diào)查基礎(chǔ)上，結(jié)合并參考相關(guān)研究成果[1-5]，對研究區(qū)團(tuán)石板滑坡的地質(zhì)環(huán)境和發(fā)育特征進(jìn)行分析和評價，并運(yùn)用極限平衡法對滑坡的穩(wěn)定性進(jìn)行了評價，可以為滑坡治理工程可研提供必要的地質(zhì)資料，進(jìn)而保障滑坡區(qū)人民生命財產(chǎn)的安全。

1 研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境分析

1.1 地形地貌

滑坡區(qū)地勢北高南低、東高西低，坡面波狀起伏，斜坡中前部有兩級寬緩臺地，整個坡面微向南傾，平均坡度8°～20°。以團(tuán)石板溝為界，北東部與南西部地貌形態(tài)明顯不同。南西部相對平坦，緩緩微傾；北東部條形“洼地”與“壟丘”相間平行展布，從平面上看出依次“三丘三洼”的地貌景觀。

1.2 地層巖性

研究區(qū)主要分布地層有第四系全新統(tǒng)和侏羅系中統(tǒng)上沙溪廟組。

(1)第四系全新統(tǒng)。區(qū)內(nèi)主要有滑坡堆積層和人工填土層兩種類型分布。其中人工填土由粉質(zhì)粘土、砂巖與泥巖碎塊及少量的建筑垃圾(混凝土、碎磚塊)、生活垃圾等組成，主要分布于變形體區(qū)內(nèi)企事業(yè)單位及居民住宅區(qū)。而滑坡堆積層主要為粉質(zhì)粘土，成分主要為粘粒，次為粉粒，呈可塑——硬塑狀態(tài)，光滑，無搖振反應(yīng)，韌性及干強(qiáng)度中等。

(2)侏羅系中統(tǒng)上沙溪廟組主要出露于滑坡前緣及公路開挖后有零星出露。據(jù)鉆孔揭露和露頭觀察資料，其巖性主要由砂質(zhì)泥巖與砂巖層組成。其中砂巖為中風(fēng)化巖質(zhì)致密、堅硬，敲擊聲脆，耐風(fēng)化性能好，屬較硬巖類，基本質(zhì)量等級為III級。而砂質(zhì)泥巖屬軟質(zhì)巖，巖體基本質(zhì)量等級為IV級，但巖石耐風(fēng)化性能差，風(fēng)干易碎裂、崩解，遇水易軟化。

1.3 地質(zhì)構(gòu)造及新構(gòu)造運(yùn)動

研究區(qū)隸屬于新華夏系四川沉降帶川東褶皺束萬縣弧形構(gòu)造帶萬縣復(fù)向斜萬縣向斜北段之東南翼軸部，北臨鐵鋒山背斜，南臨方斗山背斜。軸部舒緩開闊，構(gòu)造簡單，無大的斷層存在。巖層主要由侏羅系中統(tǒng)上沙溪廟組質(zhì)泥巖及砂巖組成。巖層產(chǎn)狀平緩，產(chǎn)狀330°∠7°。團(tuán)石板位于萬縣向斜的南東翼，翼部寬緩，巖層產(chǎn)狀近于水平。地域內(nèi)未發(fā)現(xiàn)斷層，但基巖裂隙較發(fā)育，裂隙率為0.47%～2.78%，共發(fā)育有四組裂隙。

1.4 水文地質(zhì)條件

區(qū)內(nèi)地下水類型按賦存條件，主要是松散巖類孔隙水、滑坡碎裂巖裂隙水和基巖裂隙水。

1.4.1 松散巖類孔隙水

該類地下水賦存于粉質(zhì)粘土夾塊石土中，含水層厚度變化較大，其透水、含水性較差，水量貧乏。據(jù)抽水試驗，粉質(zhì)粘土滲透系數(shù)非常小。斜坡上水塘星羅棋布，是當(dāng)?shù)厣a(chǎn)生活主要水源，滲水極微，和試驗資料相似，地表泉水出露不多，泉流量小，現(xiàn)在僅有濕地顯示。鉆孔抽水試驗，其涌水量均小于10 t/d。局部地段塊碎石有架空現(xiàn)象，是地表水、雨水下滲和地下水補(bǔ)給的主要通道，水量變化較大。水化學(xué)類型以HCO3-Ca型為主。

1.4.2 滑坡碎裂巖裂隙水

含水層主要由碎裂的泥巖、砂巖組成，厚度5～60 m不等。由于巖體破碎，含水介質(zhì)空隙發(fā)育，相對含水性較好，鉆孔涌水量一般10～30 t/d。除與上覆孔隙水含水層有水力聯(lián)系外，碎裂巖露頭較多，還接受大氣降雨補(bǔ)給。水化學(xué)類型主要為HCO3-Ca型，其次為HCO3-Na+Ca型或HCO3-Ca+Na型，總礦化度多小于0.7 g/L。

1.4.3 基巖裂隙水

含水層主要由泥巖、砂巖或其互層組成，據(jù)前人資料：泉流量一般為.02～0.08 L/s，長石砂巖中泉流量稍大，可達(dá)到0.12 L/s,是當(dāng)?shù)鼐用裆钣盟娃r(nóng)灌水源。

基巖裂隙水礦化度低，pH=6.5～7.8，水化學(xué)類型多屬HCO3-Ca、HCO3-Ca+Mg型。

1.4.4 地下水補(bǔ)給、徑流、排泄條件

根據(jù)資料分析，團(tuán)石板滑坡地下水未形成統(tǒng)一地下水位，由于坡體結(jié)構(gòu)是兩級平臺，兩個平臺未能形成統(tǒng)一地下水位線。水位埋深變化較大，后緣25～40 m，前緣5～15 m。水位線比較平緩，傾角<5°。地下水主要靠降雨和后緣基巖地下水補(bǔ)給，其次為坡體上水塘的微弱補(bǔ)給。斜坡上沖溝發(fā)育，切巖相對較深，水文網(wǎng)縱橫展布，降雨豐沛，但多形成地表徑流排泄，部分滲入補(bǔ)給地下，地下水就地逕流、排泄于地勢較低處。

1.5 人類工程活動

近年來隨著城市移民搬遷及基礎(chǔ)設(shè)施大規(guī)模建設(shè)，人類工程活動空前活躍，特別是長江二橋及東西引道相繼開挖，施工過程中的爆破和人為削坡在滑坡前緣形成了新的臨空面，使開挖邊坡坍塌變形，逐步向上部拉裂發(fā)展，形成數(shù)條裂縫，特別是在暴雨之后和施工爆破中，地表及房屋變形加劇。

2 研究區(qū)滑坡發(fā)育特征分析

2.1 滑坡地形地貌

研究區(qū)位于長江左岸，微地貌屬枇杷坪滑坡的堆積地貌。地形上西、北高，東、南低，勘查最低高程為214 m，最高高程為264 m，高差50 m。前緣臨江地形較陡，自然坡度25°～50°，下部陡坎處基巖出露。中、后緣地形平緩，多為階梯式臺地分布，按高程可分為五級臺地，平均坡度約8°～10°。地表分布有零亂的孤石和大小不等的池塘，東側(cè)團(tuán)石板沖溝呈“V”字形延伸較遠(yuǎn)，切割深度2～5 m左右，溝寬0.8～10 m，從北向南發(fā)育，溝內(nèi)常年流水(多為居民生活廢水)，流量20.00 L/S。地表大部分被開墾為耕地，少部分為民宅和近期移民還房用地等。

2.2 滑坡體空間形態(tài)特征

團(tuán)石板滑坡位于枇杷坪滑坡中部，地處長江北岸，岸坡順長江展布，地面標(biāo)高214～264 m?；聟^(qū)地勢是北高南低，坡面起伏，斜坡中部有兩級平臺，整體平均坡度8°～10°左右。

高程214～225 m為陡坎，或陡坡，陡坎高度<10 m，陡坡一般35°;高程223～264 m為緩坡，坡度<10°。緩坡地段的“坪”，特別是北部一帶，是規(guī)劃中的開發(fā)移民區(qū)域。以團(tuán)石板溝為界，東部與西部地貌形態(tài)明顯不同：西部相對平坦，寬300 m，前緣江邊呈陡坎，東部條形“洼地”與“壟丘”相間平行展布，寬500 m，沿斜坡剖面呈“三丘三洼”地貌景觀，被認(rèn)為是滑移拉裂陷落所致?！巴莸亍遍L250～500 m，寬50～150 m，相對深3～15 m，成半封閉狀，有較多水塘分布，人稱滑坡后緣“拉裂槽”。

坡面上沖溝較發(fā)育，大多數(shù)切割不深，唯有團(tuán)石板溝較深，在滑體下部(罐頭廠處)切至基巖，沖溝發(fā)育方向呈北西至南東向。團(tuán)石板滑坡平面形態(tài)為弧形，后部為枇杷坪街道，坡度10°，前緣為土質(zhì)斜坡，東側(cè)為團(tuán)石板沖溝，西側(cè)界限根據(jù)地表變形及滑坡臺階寬度變化確定?；驴v向長300 m，橫向?qū)捈s400 m，剪出口高程約218～223 m，后緣高程264 m；滑體厚約20.0 m，平面分布面積120 000 m2，總體積240×104m3，主滑方向140°。

2.3 滑床物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)特征

根據(jù)勘查資料，滑床物質(zhì)組成為紫紅色粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)砂巖，在勘查區(qū)普遍見有此層，總體厚度變化為：北東厚南西薄，后緣厚，前緣薄。裂隙發(fā)育，成似層狀基巖產(chǎn)出?；瑒訋r體表面可見次級滑面和磨光角礫，礫石表面和包裹的泥面光澤似鏡。

3 研究區(qū)滑坡穩(wěn)定性評價

3.1 計算公式

本文對研究區(qū)滑坡穩(wěn)定性評價采用極限平衡法。結(jié)合滑坡變形特征，滑坡體滑動面為折線，按《三峽庫區(qū)三期地質(zhì)災(zāi)害防治工程地質(zhì)勘察技術(shù)要求》中折線滑動法計算。

(1)

式中：Fs為滑坡穩(wěn)定性系數(shù)；ψi為傳遞系數(shù)；Ri為第i計算條塊滑體抗滑力(kN/m)；Ti為第i計算條塊滑體下滑力(kN/m)；Ni為第i計算條塊滑體在滑動面法線上的反力(kN/m)。

3.2 計算模型

該滑坡的穩(wěn)定性計算選取1-1’、2-2’、3-3’三條縱剖面作為計算模型，通過收集的大量該地區(qū)滑坡勘查資料顯示團(tuán)石板滑坡總體沿巖土界面不滑動，通過本次勘查揭露基巖面情況為水平狀且局部地段基巖面呈反傾狀。

(1)1-1’剖面滑面的確定：通過地表調(diào)查醫(yī)院內(nèi)建筑基本無變形開裂情況，因此該滑面的后緣位置確定在強(qiáng)變形區(qū)內(nèi)(該滑面后緣起點處有變形開裂情況)，我院施工的SJ1施工到4m時，粉質(zhì)粘土夾碎塊石如流塑狀向井內(nèi)涌出，土壓力將該豎井鋼筋混凝土護(hù)壁擠壓變形。根據(jù)上述原因，判定1—1’剖面后部滑面的位置。

(2)2-2’剖面滑面的確定：該滑面后緣起點的確定是根據(jù)地表調(diào)查裂縫情況確定的，該滑面經(jīng)過ZK6孔深度處，為飽和狀粉質(zhì)粘土夾碎石，土體呈軟塑狀，有擾動痕跡。根據(jù)上述原因判定該滑面位置。

(3)3-3’剖面滑面的確定：滑面后緣起點的確定是根據(jù)地表調(diào)查裂縫情況確定的，滑面深度的確定是根據(jù)ZK11孔滑面經(jīng)過處粉質(zhì)粘土夾碎塊石呈飽和、軟-可塑狀，根據(jù)經(jīng)驗砂巖孤石下方土體松散、力學(xué)性質(zhì)差。根據(jù)上述原因綜合確定滑面的位置。

(4) 剪出口的確定：剪出口是根據(jù)變形情況結(jié)合地形條件確定的剪出口。1-1’剖面剪出口高程為219.2 m，2-2’剖面剪出口高程為218.35 m，3-3’剖面剪出口高程為222.7 m。

3.3 計算工況

根據(jù)現(xiàn)狀特點，整個滑坡區(qū)處于175 m水位線上，因此三峽水庫蓄水后，對該滑坡無影響，穩(wěn)定性分析按現(xiàn)狀天然條件、暴雨導(dǎo)致土體飽和等影響因素進(jìn)行工況選擇。

滑坡穩(wěn)定性分析選以下兩種工況組合：

(1)工況7：自重+建筑物附加荷載；

(2)工況8：自重+暴雨+建筑物附加荷載。

3.4 計算結(jié)果評價

根據(jù)上述公式及計算模型，選取1-1’、2-2’、3-3’三條縱剖面，對不同工況及不同位置的穩(wěn)定性計算，對滑坡體穩(wěn)定性進(jìn)行分析評價。通過計算：在工況7條件下，滑坡整體均處于穩(wěn)定狀態(tài)；而在8工況條件下，滑坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。因此，在人類工程活動持續(xù)影響下，在暴雨作用下將引起失穩(wěn)，產(chǎn)生滑移。這將對附近企事業(yè)單位、居民及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)造成很大危害。

4 結(jié)語

(1)研究區(qū)位于長江左岸，微地貌屬枇杷坪滑坡的堆積地貌。地形上西、北高，東、南低。前緣臨江地形較陡，自然坡度25°～50°，下部陡坎處基巖出露。地表大部分被開墾為耕地，少部分為民宅和近期移民還房用地等。

(2)研究區(qū)滑坡平面形態(tài)為弧形，后部為枇杷坪街道，坡度10°，前緣為土質(zhì)斜坡，東側(cè)為團(tuán)石板沖溝，西側(cè)界限根據(jù)地表變形及滑坡臺階寬度變化確定?；w厚約20.0 m，平面分布面積120 000 m2，總體積240×104m3，主滑方向140°。

(3)采用極限平衡法對研究區(qū)滑坡穩(wěn)定性進(jìn)行了定量評價。在工況7條件下，滑坡整體均處于穩(wěn)定狀態(tài)；而在8工況條件下，滑坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。

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2017-06-14

李永軍(1982-)，男，貴州岑鞏人，工程師，主要從事水文地質(zhì)、工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)方面工作。

P642.22

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1004-1184(2017)04-0210-03